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发表于 2012-11-5 17:57:33
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发光二极管简称LED,为Light Emitting Diode的缩写。第一个商用化的LED诞生于1962年。1962年,第一个商用化的可见红光LED诞生,它使用的是由三种材料镓、砷、磷组成的化合物半导体材料GaAsP(磷砷化镓),可发出波长为655nm的红光,虽然亮度很低,但作为仪表指示灯得到了大量应用。1976年,使用GaP磷化镓材料的红光LED出现了,它们的发光效率比第一代红光LED高出了2到3倍。1980年代,一种AlGaAs(砷化铝镓)LED的应用才得到迅速发展。用它制成的红光LED发光效率大大提高,亮度是原先材料的10倍。1990年代早期,使用四元化合物材料InGaAlP(磷化铝镓铟)制成了可用于户外显示的超高亮度红、橙、黄光LED。
白光LED于上世纪90年代中期诞生。1993年,日亚公司的中村修二成功发明了GaInN(氮化铟镓)超高亮度蓝光LED。蓝光LED的出现具有划时代的意义,蓝光的出现使得白光LED的实现变得可能:一种方法是用红、绿、蓝三种LED混合成白光,另一种方法是用蓝光LED与涂在表面的黄色荧光粉混合,荧光粉通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光,因此高亮度蓝光芯片是白光LED的核心,白光LED技术90年代中期的诞生,开创了LED照明的新时代。
对于一般照明而言,人们最需要白色的光源,于1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),YAG荧光粉受蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。目前最常见的白光LED制作方式,主要是使用蓝光LED和YAG黄色荧光粉组合合成,由于此种组合的制作简易,在所有各种白光LED组合中,成本最低而效率最高。
目前LED照明技术正处于一个迅速发展的阶段,发光效率不断改善,根据海兹定律每18到24个月单个LED封装器件输出的光通量将翻一倍。现在白光LED的发光效率已超过荧光灯,到2020年将达到荧光灯的2倍,届时LED将成为全球照明的主要光源。
节约能源、保护环境、发展绿色照明产品是从上世纪九十年代初我国照明产业就一直在积极开展的重点工作,因此,当高效的LED出现后,立即引起了国内相关部委的重视。2003年6月,由科技部牵头成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”,拉开了国内LED 照明产业的序幕。2009 年初,科技部开展了“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作,掀起了国内LED 道路灯具的发展高潮。2009 年10 月,针对国内LED 照明发展的进程,国家发改委联合住建部等六部委出台了“LED 照明节能产业发展意见”,明确了我国到2015 年LED 照明产业的发展目标。具体目标为2015 年前半导体照明节能产业产值年均增长30% ,其中功能性照明占到20% ,液晶背光源达到50% ,景观装饰灯产品市场占有率达到70% 以上。2010 年9 月, 国家发改委联合住建部、交通部开展了50个LED示范工程项目招标,吸引了众多企业的积极参与。国家相关部委开展的针对LED 照明产品的一系列推广活动及出台的相关政策,极大地加快了我国LED 照明产业的发展步伐,对LED 在照明领域的应用起到了积极的推动作用。 |
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